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鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787122448736
- 條形碼：9787122448736 ; 978-7-122-44873-6
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù) 內(nèi)容簡介
《鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù)》主要介紹了現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)理論與技術(shù)，內(nèi)容涉及鋁電解生產(chǎn)概況、鋁電解質(zhì)體系及其性質(zhì)、鋁電解過程的機理、鋁電解的電流效率和電能效率、鋁電解槽的物理場、鋁電解的生產(chǎn)操作和氟化鹽的消耗、鋁電解新技術(shù)及原鋁的精煉、鋁電解生產(chǎn)中的煙氣治理與固體廢料的回收利用、鋁電解過程控制、鋁電解智能工廠等方面。本書既反映了鋁電解國內(nèi)外較新的研究成果，也融入了現(xiàn)代鋁電解智能制造概況及智能工廠建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，具有很強的理論指導(dǎo)性與實踐操作性。本書適合作為冶金工程專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為有色金屬冶金和輕金屬冶金行業(yè)科研人員和工程技術(shù)人員的參考書籍。
鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù)鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù) 前言
21世紀以來，我國鋁工業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展。在國際金融市場博弈加劇、貿(mào)易競爭激烈等諸多復(fù)雜因素的影響下，人工智能、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)將在鋁行業(yè)中加快應(yīng)用，對與時俱進的鋁行業(yè)專門人才產(chǎn)生了迫切需求。為培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實、專業(yè)技能過硬，具有較強創(chuàng)新、實踐及解決復(fù)雜鋁電解工程問題能力，在鋁工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、設(shè)計、科研等工作的高素質(zhì)專門人才，服務(wù)于區(qū)域和地方經(jīng)濟發(fā)展，編者力圖在吸收國內(nèi)外已有相關(guān)專著精華的基礎(chǔ)上，優(yōu)選、擴大鋁電解的基礎(chǔ)理論和現(xiàn)代工程技術(shù)知識。本書詳細介紹了鋁電解的基礎(chǔ)理論知識和現(xiàn)代鋁電解工程技術(shù)，實用性較強。
本書以現(xiàn)代大型預(yù)焙鋁電解槽煉鋁為背景，側(cè)重于闡述現(xiàn)代鋁電解基礎(chǔ)理論與生產(chǎn)實踐，詳細介紹了鋁電解的發(fā)展、鋁電解質(zhì)體系及其性質(zhì)、鋁電解過程機理、鋁電解槽物理場及其數(shù)值模擬、鋁電解生產(chǎn)過程煙氣治理與固體廢料回收利用、鋁電解生產(chǎn)過程的控制及鋁電解新技術(shù)等。近年，在“中國制造2025”和“工業(yè)40”等計劃的推動下，發(fā)展智能制造符合鋁行業(yè)發(fā)展需求，是實現(xiàn)鋁行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必要選擇。根據(jù)當前國內(nèi)外科技發(fā)展和市場需要，本書增加了鋁電解智能工廠概述、架構(gòu)及建設(shè)等新內(nèi)容，系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外鋁電解科技發(fā)展的成果與新理論、新觀點以及應(yīng)用的新技術(shù)和新設(shè)備。
鋁電解生產(chǎn)工藝與技術(shù) 目錄
第1章鋁電解生產(chǎn)概況001
1.1鋁的性質(zhì)和用途001
1.1.1鋁的性質(zhì)001
1.1.2鋁的用途003
1.2鋁電解的發(fā)展及生產(chǎn)工藝流程004
1.2.1煉鋁簡史004
1.2.2鋁電解槽技術(shù)的發(fā)展005
1.2.3鋁電解生產(chǎn)工藝流程007
1.3鋁電解的原料008
1.3.1氧化鋁008
1.3.2冰晶石010
1.3.3其他氟化鹽012
1.4鋁電解的炭陽極015
1.4.1自焙陽極和預(yù)焙陽極015
1.4.2生產(chǎn)預(yù)焙陽極的主要原料016
1.4.3預(yù)焙陽極制備工藝流程020
1.4.4改善陽極性能的途徑026
思考題027
第2章鋁電解質(zhì)體系及其性質(zhì)028
2.1研究鋁電解質(zhì)的意義028
2.1.1鋁電解質(zhì)在鋁電解中的作用028
2.1.2霍爾-埃魯特法對鋁電解質(zhì)的要求028
2.2鋁電解質(zhì)的相平衡圖029
2.2.1NaF-AlF3二元系相圖029
2.2.2Na3AlF6-Al2O3二元系相圖031
2.2.3Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系相圖032
2.3工業(yè)鋁電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)033
2.3.1熔度033
2.3.2密度034
2.3.3電導(dǎo)率036
2.3.4黏度038
2.3.5表面性質(zhì)039
2.3.6蒸氣壓041
2.3.7離子遷移數(shù)041
思考題042
第3章鋁電解過程的機理043
3.1冰晶石-氧化鋁熔體結(jié)構(gòu)043
3.1.1NaF-AlF3系熔體結(jié)構(gòu)043
3.1.2Na3AlF6-Al2O3系熔體結(jié)構(gòu)044
3.2電解質(zhì)各組分的分解電壓046
3.2.1分解電壓的概念046
3.2.2Al2O3的分解電壓047
3.2.3電解質(zhì)中其他組分的分解電壓050
3.3兩極主反應(yīng)050
3.3.1陰極主反應(yīng)050
3.3.2陽極主反應(yīng)051
3.4陰極副反應(yīng)051
3.4.1鋁的溶解和再氧化損失051
3.4.2其他離子析出053
3.5陽極副反應(yīng)056
3.5.1陽極過電壓056
3.5.2陽極效應(yīng)059
思考題063
第4章鋁電解的電流效率和電能效率064
4.1電流效率064
4.1.1電流效率的基本概念064
4.1.2電流效率的測定065
4.1.3電流效率降低的原因067
4.1.4影響電流效率的因素068
4.2電能效率073
4.2.1電能效率的基本概念073
4.2.2理論電耗和實際電耗074
4.2.3鋁電解槽的平均電壓075
4.2.4鋁電解槽的節(jié)能途徑076
思考題079
第5章鋁電解槽的物理場080
5.1物理場的概況080
5.1.1物理場的基本概念080
5.1.2物理場對鋁電解過程的影響080
5.1.3物理場的研究方法081
5.2鋁電解槽的電場082
5.2.1電場的表征082
5.2.2電流分布083
5.2.3電場的計算模型085
5.3鋁電解槽的磁場087
5.3.1磁場對電解過程的影響087
5.3.2磁場設(shè)計的目標以及磁場補償技術(shù)087
5.3.3電解系列磁場解析088
5.3.4磁場的計算模型090
5.4鋁電解槽的熱場092
5.4.1熱場的研究和計算分析的作用092
5.4.2熱場設(shè)計的基本原則093
5.4.3熱場的計算模型094
5.5鋁電解槽的流場096
5.5.1流場對電解過程的影響096
5.5.2鋁液的運動形式及減少鋁液波動的方法096
5.5.3鋁液流場的計算模型097
5.6鋁電解槽的應(yīng)力場099
5.6.1應(yīng)力場對鋁電解槽的影響099
5.6.2熱應(yīng)力場的計算模型100
5.7物理場與鋁電解槽運行特性的關(guān)系101
思考題102
第6章鋁電解的生產(chǎn)操作和氟化鹽的消耗103
6.1鋁電解槽的焙燒103
6.1.1焙燒的目的103
6.1.2焙燒方法103
6.2鋁電解槽的常規(guī)作業(yè)106
6.2.1啟動106
6.2.2加料107
6.2.3出鋁108
6.2.4陽極作業(yè)109
6.3鋁電解槽正常生產(chǎn)的特征及技術(shù)條件110
6.3.1正常生產(chǎn)的特征110
6.3.2正常生產(chǎn)的技術(shù)條件111
6.4氟化鹽的消耗112
6.4.1電解質(zhì)的蒸發(fā)112
6.4.2電解質(zhì)水解引起的氟化鹽消耗113
6.4.3原料中的雜質(zhì)引起的氟化鹽消耗115
6.4.4電解過程中陰極內(nèi)襯吸收電解質(zhì)引起的氟化鹽消耗115
6.4.5鋁電解槽啟動時的氟化鹽消耗116
6.4.6陽極效應(yīng)引起的氟化鹽消耗116
6.5電解質(zhì)成分的變化及調(diào)整117
6.5.1電解質(zhì)成分變化經(jīng)過及原因117
6.5.2電解質(zhì)成分的調(diào)整118
思考題119
第7章鋁電解新技術(shù)及原鋁的精煉121
7.1鋁電解新技術(shù)121
7.1.1氯化鋁熔鹽電解法121
7.1.2電熱法熔煉鋁硅合金126
7.1.3鋁硅合金提取純鋁132
7.2原鋁的精煉133
7.2.1原鋁的質(zhì)量133
7.2.2三層液電解精煉134
7.2.3凝固提純法制取高純鋁136
7.2.4有機溶液電解精煉138
思考題138
第8章鋁電解生產(chǎn)中的煙氣治理與固體廢料的回收利用139
8.1鋁電解槽煙氣的干法凈化139
8.1.1鋁電解槽煙氣的組成139
8.1.2干法凈化的理論基礎(chǔ)139
8.1.3干法凈化的工藝過程及設(shè)備原理141
8.2鋁電解槽煙氣中SO2的凈化技術(shù)142
8.2.1脫硫技術(shù)142
8.2.2脫硫效率和脫硫副產(chǎn)物144
8.3鋁電解槽陽極炭渣的回收處理和利用144
8.3.1陽極炭渣的組成144
8.3.2陽極炭渣中炭的產(chǎn)生與生成機理145
8.3.3陽極炭渣的處理與回收技術(shù)147
8.4鋁電解槽廢舊陰極內(nèi)襯的處理和利用149
8.4.1廢舊陰極內(nèi)襯的組成及毒性分析149
8.4.2廢舊陰極內(nèi)襯的綜合利用150
8.5鋁灰渣資源的回收和利用152
8.5.1鋁灰渣的產(chǎn)生和組成152
8.5.2鋁灰渣的回收和利用153
思考題155
第9章鋁電解過程控制156
9.1鋁電解控制系統(tǒng)的發(fā)展概況156
9.1.1單機群控系統(tǒng)156
9.1.2集中式控制系統(tǒng)156
9.1.3集散式（或分布式）控制系統(tǒng)157
9.1.4先進的集散式控制系統(tǒng)——網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)159
9.2鋁電解控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與功能159
9.2.1核心控制裝置——槽控機簡介159
9.2.2系統(tǒng)配置實例161
9.2.3系統(tǒng)功能設(shè)計實例162
9.3鋁電解生產(chǎn)過程的控制164
9.3.1鋁電解過程的診斷與控制164
9.3.2槽電壓的控制165
9.3.3槽電阻控制（極距調(diào)節(jié)）167
9.3.4氧化鋁濃度控制174
9.3.5電解質(zhì)摩爾比控制（AlF3添加控制）178
思考題184
第10章鋁電解智能工廠185
10.1鋁電解智能工廠概況185
10.1.1鋁電解傳統(tǒng)工廠現(xiàn)狀185
10.1.2鋁電解智能化的發(fā)展185
10.1.3鋁電解智能工廠特點186
10.1.4鋁電解智能工廠管理目標186
10.2鋁電解智能工廠總體架構(gòu)188
10.2.1技術(shù)架構(gòu)188
10.2.2智能應(yīng)用189
10.2.3工業(yè)安全190
10.3鋁電解智能工廠建設(shè)內(nèi)容191
10.3.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集191
10.3.2人工智能控制195
10.3.3生產(chǎn)管理系統(tǒng)197
10.3.4智能感知系統(tǒng)198
10.3.5數(shù)字孿生工廠204
10.3.6遠程大數(shù)據(jù)爐況診斷205
10.3.7數(shù)據(jù)融合平臺206
思考題207
參考文獻208
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